TW202322193A - 形成材料於間隙的方法及系統 - Google Patents

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堤摩西 布朗卡特
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荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司
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Abstract

所揭示者係一種用於在一基材表面上的一間隙內形成材料之方法及系統。一例示性方法包括在該基材之一表面上沉積一可溶層及使該可溶層暴露至一溶劑，從而在該間隙內形成溶劑合材料。例示性方法可進一步包括使該溶劑合材料乾燥及/或將該溶劑合或乾燥材料轉化成另一材料。

Description

用於在間隙內形成材料之方法及系統
本揭露大致上係關於用於形成電子裝置之方法和系統。更具體地，本揭露係關於適於在裝置製造期間至少部分地填充基材表面上的間隙之方法及系統。
半導體裝置之縮放已導致積體電路速度及密度之顯著改善。然而，習知的裝置縮放技術在對未來技術節點上面臨重大的挑戰。具體地，在微型化裝置特徵的情況下，由於現有沉積製程之限制，以材料無空隙地填充高深寬比的間隙（例如，具有三或更高的深寬比）變得愈來愈具挑戰性。
雖然已開發出一些技術以在間隙內提供材料，此類方法可能無法以無縫及/或無空隙方式在間隙內提供所欲材料。因此，所欲的是用於在間隙內形成材料，同時緩解材料內的空隙及/或接縫形成之改善的方法及系統。
本節提出之任何討論，包括問題及解決方案的討論，僅為了提供本揭露背景脈絡之目的而包括在本揭露中。此類討論不應視為承認資訊之任何或全部內容在完成本發明時已知或以其他方式構成先前技術。
本發明內容可以簡化形式介紹可在下文進一步詳述之一系列概念。本發明內容並非意欲必然地識別所主張的標的之關鍵特徵或基本特徵，亦非意欲必然地限制所主張的標的之範疇。
本揭露之各種實施例係關於用於在一間隙內提供材料（例如，以所欲材料至少部分地填充該間隙）之方法及系統。如下文更詳細提出，例示性方法包括在一基材表面上形成一可溶材料層，及溶解該可溶層的至少一部分以在該間隙內形成溶劑合材料（solvated material）。
根據本揭露之實施例，提供在一間隙內形成材料之方法。例示性方法包括在一反應器的一氣相反應室內提供該基材；在該基材表面上沉積一可溶層；及使該可溶層暴露至一溶劑，從而在該間隙內形成溶劑合材料。根據本揭露之進一步的實例，該方法包括從該溶劑合材料移除溶劑以形成乾燥材料之一步驟。可藉由例如增加該基材的溫度及/或降低該反應室內的溫度而在該反應室或另一反應室內移除該溶劑。根據本揭露之進一步的實例，該方法包括使該乾燥材料暴露至一轉化反應物以形成轉化材料之一步驟。該轉化反應物可包括例如一氮化反應物、一氧化反應物、及一還原反應物之一或多者。該可溶層可包括一鹵素（諸如氟、氯、溴、及碘之一或多者）。例如，該可溶層可包括一金屬鹵化物，諸如具有表示為MX y之一通式的一金屬鹵化物，其中M係一金屬（例如，一第1族至第12族金屬），X係一鹵素，且y的範圍從約1至約5。該可溶層可以各種方式形成，諸如化學氣相沉積(CVD)、電漿增強CVD (PECVD)、脈衝PECVD、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、電漿增強ALD (PEALD)、或類似者。
根據本揭露之進一步的實例，提供一種結構。該結構包括一基材，該基材包括一間隙及形成在該間隙內之材料。該材料可包括根據本文所述之方法形成的材料。
根據本揭露之額外實施例，提供一種反應器系統。一例示性反應器系統包括一反應器，其包含一反應室；一可溶層前驅物源，其經流體耦合至該反應室；一溶劑源，其經流體耦合至該反應室；及一控制器，其經組態以在一基材表面上沉積一可溶層及使該可溶層暴露至一溶劑以形成溶劑合材料。該控制器可進一步經組態以使溶劑從該溶劑合材料蒸發以形成乾燥材料。額外或替代地，該控制器可經組態以使該乾燥材料暴露至一氮化反應物、一氧化反應物、及一還原反應物之一或多者。
在所屬技術領域中具有通常知識者將可從下列一些實施例參照隨附圖式的詳細描述輕易明白這些及其他實施例。本發明不受限於任何所揭示之具體實施例。
下文所提供之方法、結構、及系統之例示性實施例的描述僅係例示性且僅係意欲用於說明之目的；下列描述並非意欲限制本揭露或申請專利範圍之範疇。此外，列舉具有所陳述特徵之多個實施例不意欲排除具有額外特徵之其他實施例或結合所陳述特徵之不同組合的其他實施例。例如，各種實施例係提出作為例示性實施例，並可列舉於附屬項中。除非另有註明，例示性實施例或其等之組件（組分）可組合或可彼此分開應用。
本揭露提供用於以材料至少部分地填充間隙之改善的方法及系統。如下文更詳細地提出，可使用本文所述之方法及系統以無空隙及/或無縫方式使用所欲材料填充間隙（例如，由下而上）。
在本揭露中，「氣體(gas)」可包括在常溫及常壓(NTP)為氣體、汽化固體、及/或汽化液體的材料，並可取決於上下文由單一氣體或氣體混合物構成。除了製程氣體以外的氣體（亦即，不通過氣體分配總成、其他氣體分配裝置、或類似者而引入的氣體）可用於例如密封反應空間，並可包括密封氣體。例示性密封氣體包括稀有氣體、氮、及類似者。在一些情況下，用語「前驅物(precursor)」可指參與化學反應產生另一化合物之化合物，且特別是構成膜基質或膜的主要骨架之化合物；用語「反應物(reactant)」可與用語前驅物互換使用。在一些情況下，反應物與前驅物或其衍生物起反應以形成膜或層。
如本文中所使用，「基材(substrate)」可指可用以形成或在其上可藉由根據本揭露之實施例的方法形成裝置、電路、或膜之任何（多個）下伏材料。基材可包括塊材，諸如矽（例如單晶矽）、其他IV族材料（諸如鍺）、或其他半導體材料（諸如II-VI族或III-V族半導體材料），並可包括上覆或下伏於該塊材的一或多層。進一步地，基材可包括各種特徵，諸如形成在基材之一層的至少一部分之內或之上的凹部、突起部、及類似者。舉實例而言，基材可包括塊材半導體材料及上覆於塊材半導體材料之至少一部分的絕緣或介電材料層。
如本文中所使用，用語「膜(film)」及/或「層(layer)」可指任何連續或非連續的結構和材料，諸如由本文中揭示的方法所沉積的材料。例如，膜及/或層可包括二維材料、三維材料、奈米粒子、部分或完整的分子層、或部分或完整的原子層、或原子及/或分子團簇。膜或層可包含基材表面上的複數個分散原子，或可至少部分地由該複數個分散原子組成。膜或層可包含具有針孔及/或隔離島的材料或層。膜或層可係至少部分地連續。
如本文中所使用，「結構(structure)」可係或可包括如本文所述的基材。結構可包括上覆於基材之一或多個層（諸如根據如本文所述之方法形成的一或多個層）。
如本文中所使用，用語「沉積製程(deposition process)」可指引入前驅物、反應物、及/或其他氣體或反應性物種至反應室中以在基材上方沉積或形成層。「循環沉積製程(cyclical deposition process)」係「沉積製程」的實例。
用語「循環沉積製程(cyclic deposition process/cyclical deposition process)」可指前驅物（及/或反應物）至反應室中的循序引入以在基材上方沉積層，並包括處理技術（諸如原子層沉積(ALD)、循環化學氣相沉積（循環CVD）、及包括ALD組分及循環CVD組分之混合式循環沉積製程。
用語「原子層沉積(Atomic layer deposition)」可指氣相沉積製程，其中沉積循環（一般係複數個接續的沉積循環）係在製程室中實施。當用（多個）前驅物/（多個）反應性氣體及（多個）沖洗（例如惰性載體）氣體的交替脈衝執行時，如本文中所使用的用語原子層沉積(atomic layer deposition)亦意指包括由相關用語所標定的製程（諸如化學氣相原子層沉積、原子層磊晶(ALE)、分子束磊晶(MBE)、氣體源MBE、有機金屬MBE、及化學束磊晶）。
如本文中所使用，用語「沖洗(purge)」可指在彼此起反應之氣體的兩個脈衝之間將惰性氣體或實質惰性氣體（其在一些情況下可包括未活化反應物）提供至反應室的程序。例如，沖洗（例如，使用稀有氣體）可在前驅物脈衝與反應物脈衝之間提供，從而避免或至少減少前驅物與反應物之間的氣相交互反應。應理解，沖洗可在時間或空間之任一者或兩者中起效。例如，在時間沖洗的情況下，沖洗步驟可例如以下列的時間序列使用：提供第一前驅物至反應室；提供沖洗氣體至反應室；及提供反應物至反應室，其中在其上沉積層的基材並未移動。例如，在空間沖洗的情況下，沖洗步驟可採取下列形式：通過沖洗氣體幕從持續供應第一前驅物的第一位置將基材移動至持續供應反應物的第二位置。
進一步地，在本揭露中，變數之任兩個數字可構成該變數之可工作範圍，且所指示之任何範圍可包括或排除端點。額外地，所指示的變量之任何數值（不管其是否以「約」來指示）可指精確值或近似值並包括等效值，且可指平均值、中間值、代表值、多數值、或類似者。
如本文中所使用，用語「包含(comprising)」指示包括一些特徵，但不排除存在其他特徵，只要不使申請專利範圍或實施例無法運作即可。在一些實施例中，用語「包含(comprising)」包括「由…組成(consisting of)」或「基本上由…組成(consisting essentially of)」。如本文中所使用，用語「由…組成(consisting of)」指示除了跟隨在該措辭之後的特徵以外，無進一步的特徵存在於設備/方法/產品中。當使用用語「由…組成(consisting of)」提及化學化合物時，其指示該化學化合物僅含有所列組分。
在本揭露中，用語「填充能力(filling capability)」係指實質上無空隙（例如，無具有直徑大約5 nm或更大之大小的空隙）及接縫（例如，無具有大約5 nm或更大之長度的接縫）地填充間隙之能力，其中觀察到層之由下而上無接縫/無空隙的生長。間隙底部處的生長可係至少大約1.5倍快於間隙之側壁上及具有間隙之頂表面上的生長。本揭露提供用於以填充能力形成材料之方法及系統，亦即，用於由下而上填充間隙之方法及系統。
在本揭露中，相鄰突出結構之間的凹部及任何其他凹部樣式可稱為「間隙(gap)」。也就是說，間隙可指任何包括孔/貫孔、線之間的區域、及類似者的凹部樣式。在一些實施例中，間隙可具有約20 nm至約100 nm，且一般約30 nm至約50 nm的寬度。當溝槽所具有的長度實質上與其寬度相同時，可將其稱為孔或貫孔。孔或貫孔一般具有約20 nm至約100 nm的寬度。在一些實施例中，溝槽具有約30 nm至約100 nm，且一般約40 nm至約60 nm的深度。在一些實施例中，間隙具有約2至約10，且一般約2至約5的深寬比。間隙之尺寸可依據製程條件、膜組成物、預期應用、及類似者而變化。
如本文中所使用，用語「高度(height)」可指間隙在垂直於包含所討論的間隙之基材表面的平面中之長短。
如本文中所使用，用語「寬度(width)」可指間隙在平行於包含所討論的間隙之基材表面的平面方向上之長短。
如本文中所使用，用語「長度(height)」可指間隙在平行於包含所討論的間隙之基材表面的平面方向上之長短。在其上測量「寬度」及「長度」的方向通常互相垂直。應理解，可使用諸如掃描穿透式電子顯微鏡(STEM)之常規技術測量結構之包括長度、寬度、及高度的所有尺寸。
例示性間隙包括凹部、接觸孔、貫孔、溝槽、及類似者。間隙通常包含遠端部分及近端部分。遠端部分包含遠端表面。近端部分包含近端表面。應理解，間隙不必一定垂直地定向，而可在水平方向上延伸。應理解，間隙之近端部分係最靠近間隙在其中形成凹部之基材表面的間隙部分，且間隙之遠端部分係最遠離該表面的間隙部分。間隙可包括遠端表面與近端表面之間的一或多個側壁。
在本揭露中，任何已定義之意義不必然排除一些實施例中的尋常及慣例意義。
現轉向圖式，圖1繪示依據本揭露之實例的方法100。圖2至圖6繪示使用方法100形成的例示性結構。如所繪示，方法100包括下列步驟：在第一反應室中提供基材（步驟102)、在基材表面上沉積可溶層（步驟104)、及將可溶層暴露至溶劑，從而在間隙內形成溶劑合材料（步驟106)。方法100亦可包括從溶劑合材料移除溶劑以形成乾燥材料之步驟（步驟108)、及/或使（例如，乾燥）材料暴露至轉化反應物以形成轉化材料之步驟（步驟110)。雖然分開繪示，方法100之各種步驟可組合或可重疊。例如，步驟108及110在一些情況下可重疊。如本文中所用，重疊(overlap)意指持續一段時間在相同反應室內執行。
如下文更詳細地描述，方法100之各種步驟可在氣相反應器系統（例如，在單一反應器系統）（例如，在單一反應器系統或叢集工具或製程模組的一或多個反應室內）執行。例示性反應器系統及反應室係在下文連同圖7更詳細地描述。
在步驟102期間，將包含間隙的基材提供至例如反應器系統的反應室中。根據本揭露之實例，反應室可形成氣相反應器的部分，該氣相反應器係諸如（例如，電漿增強）循環沉積反應器，諸如電漿增強原子層沉積(PEALD)反應器、原子層沉積(ALD)反應器、化學氣相沉積(CVD)反應器、電漿增強化學氣相沉積(PECVD)反應器、脈衝PECVD反應器、物理氣相沉積反應器、或類似者。反應器之類型可取決於步驟104期間所沉積的材料。反應器可具備加熱器及/或電漿設備以活化反應室內的反應。
在步驟102期間，可使基材達到步驟104所欲的溫度及壓力。 雖然特定的溫度及壓力可取決於所沉積的材料，舉實例而言，用於例如熱製程之反應室內之（例如，基材或基材支撐的）溫度通常可介於約100 °C與約1200 °C之間或約400 °C與約1200 °C之間；反應室內的壓力通常可係約10 -4至約10 5kPa。包括基材202及形成於其中之間隙204之結構200係繪示於圖2。
在步驟104期間，可溶層係在反應室內形成於基材表面上。可溶層可使用任何合適的製程形成，該合適製程係諸如PECVD、脈衝PECVD、ALD、PEALD、CVD、LPCVD、真空熱蒸鍍、電子束蒸鍍、雷射束蒸鍍、電弧蒸鍍、分子束磊晶、離子電鍍蒸鍍、直流濺鍍（DC濺鍍）、射頻濺鍍（RF濺鍍）、溶膠-凝膠法、化學水浴沉積、噴霧熱分解法、電鍍、或類似者。舉實例而言，可溶層可使用循環製程（諸如PEALD或PECVD)形成，其中使用遠端電漿設備、直接電漿設備、間接電漿設備、離子束、或類似者之一或多者活化前驅物及反應物之一或多者。步驟104可包括提供前驅物，該前驅物包含欲包括在可溶層中的元素。換言之，步驟104可包括提供包含可溶層材料之前驅物至反應室。在一些情況下，前驅物包括與所形成之可溶層相同的化學計量。在一些情況下，前驅物由一或多個金屬及一或多個鹵素組成。當步驟104包括使用電漿時，電漿可使用例如稀有氣體（例如，氬及/或氦）形成，其可與前驅物交互反應以形成可溶層。替代地，PVD製程可用以藉由使用具有所欲組成物之靶材來沉積可溶層。或者，前驅物及反應物可以氣相及/或在基材表面上起反應以形成可溶層。下文之表1列出適於CVD、PECVD、ALD、及/或PEALD之例示性前驅物。除非另有註明，下文所提供之前驅物係意欲說明而非限制。 表1
元素 前驅物
Ir IrCl 4
Sr SrI 2
Co CoBr 2
Li LiCl
Li LiBr
Pr PrCl 3
Zn ZnCl 2
可溶層可係或可包括一或多個可溶材料。可溶材料至少部分地可溶於步驟106期間所用的溶劑中。例如，可溶材料/可溶層可展現至少微溶、較佳地至少可溶、最佳地至少易溶、及甚至更佳地非常可溶的可溶性，如下文在表2中所定義的此類位準。表2中的值可取決於例如基材溫度及反應室壓力。舉實例而言，用以溶解1質量份溶質之溶劑的質量份在基材溫度及反應室內的壓力下小於1000。 表2
用語 溶解 1 質量份溶質所需之溶劑的質量份
非常可溶 ＜1
易溶 1至10
可溶 10至30
微溶 30至100
極微溶 100至1,000
非常極微溶 1,000至10,000
幾乎不溶或不溶 ≥10,000
例示性的合適可溶材料包含鹵素化合物（諸如包含氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、及碘(I)之一或多者的化合物）。例如，可溶材料可係或可包括金屬鹵化物；諸如金屬氟化物、金屬氯化物、金屬溴化物、或金屬碘化物；或包含一或多個金屬及一或多個鹵素之化合物。例示性金屬可選自第1族至第12族金屬。例如，金屬可包括銥、鍶、鈷、鋰、鐠、及鋅之一或多者。舉具體實例而言，可溶層可係或可包括IrCl 4、SrI 2、CoBr 2、LiCl、LiBr、PrCl 3、及ZnCl 2之一或多者。
圖3繪示結構300，其具有經沉積在基材202之表面206上的可溶層302。在所繪示之實例中，層302係保形地沉積至表面206上。在其他情況下，層302可非適型地沉積。在一些實施例中，保形沉積層在具有大於約2、大於約5、大於約10、大於約25、大於約50、大於約100、或介於約10與100之間、或約5與約25之間的深寬比（高度/寬度）結構之中/之上展現等於或大於20%、或大於80%、或大於90%、或大於100%、或大於110%、或大於150%、或大於200%的階梯覆蓋。應理解，用語「階梯覆蓋(step coverage)」係指凹部遠端表面上的層厚度除以凹部近端表面上的層厚度，並表示為百分率。如上文所提及，間隙特徵之遠端部分係指相對遠移除自基材表面之間隙特徵部分，且間隙特徵之近端部分係指與間隙特徵的遠端/下部/較深部分相比更靠近基材表面的間隙特徵部分。
在一些情況下，可溶層302的至少一些者形成在間隙204內。在步驟104期間使可溶層302的至少一部分形成在間隙204內可係所欲，以促成在步驟106期間或一經完成該步驟之後以無空隙方式填充間隙204。在步驟104期間使可溶層302的至少一部分形成在間隙204內亦可係所欲，以促成在步驟106、108、及/或110之後得到所欲的材料性質。在所繪示之實例中，可溶層302初始可形成為具有空隙304，該空隙可在步驟106期間或之後移除。
在步驟106期間，可溶層（例如，可溶層302)係暴露至溶劑，從而在間隙內形成溶劑合材料。圖4繪示結構400，其中可溶層302已經暴露至溶劑以在間隙204內形成溶劑合材料402。可根據本揭露之實例使用各種氣相溶劑。例示性溶劑包括水、H 2O 2、 多元醇化合物（例如，C3至C6多元醇，諸如甘油）、烷基醇（例如，C1至C6烷基醇，諸如甲醇或乙醇）、羧酸化合物（例如，乙酸甲酯）、醚（例如，C2至C6醚，諸如烷基醚（例如，二甲基醚及二乙基醚）或者C3至C6環醚，諸如四氫呋喃（tetrahydrofuran））、酮（例如，C2至C6酮，諸如丙酮）、有機腈（例如，C2至C6有機腈，諸如乙腈）、醛（例如，C2至C6醛，諸如二甲基甲醯胺）、芳族化合物（例如，C6至C10芳族化合物，諸如甲苯）、有機硫化合物（例如，二甲基亞碸（dimethylsulfoxide））、醋酸酯（例如，C2至C6醋酸酯，諸如醋酸乙酯）、烴（例如，C3至C8烴，諸如己烷或庚烷）、及有機鹵化合物（例如，有機氯化合物，諸如二氯甲烷）。在水的情況下，例如，基材溫度在步驟106期間可介於約25 °C與約95 °C之間或約90 °C與約95 °C之間。步驟106期間之反應室內的壓力可介於約1與約760 torr之間或約10與約100 torr之間。
在一些情況下，步驟106可在與步驟104期間所用之相同反應室中執行。或者，步驟106可在與步驟104期間所用之相同反應器系統或模組內執行。
根據本揭露之進一步的實例，使可溶層暴露至溶劑之步驟106包含將溶劑脈衝至反應室。例如，可持續約0.1至約5或約5至約300秒的脈衝週期將溶劑脈衝至反應室。溶劑至反應室的流量率可介於約10與約1000之間或約1000與約10000 sccm之間。
在步驟108期間，溶劑係經移除以形成溶劑合材料（例如，溶劑合材料402）以形成乾燥材料。步驟108可使用任何合適方法執行。例如，步驟108可包括增加基材溫度。在這些情況下，基材溫度可以相對低的速率（例如，以介於約1與約100 °C/min之間的速率）斜升（ramping）。額外或替代地，步驟108可包括減小反應室內的壓力。例如，步驟108可包括以介於約-100與約-10000 Pa/min的速率斜降（ramping）反應室內的壓力。
圖5繪示結構500，其包括乾燥材料502。乾燥材料可係或可包括與可溶層302相同的材料。如圖5所繪示，乾燥材料可係無空隙且無縫的。
再次參照圖1，方法100可包括使乾燥材料暴露至轉化反應物以形成轉化材料之步驟。轉化反應物可係或可包括氮化反應物、氧化反應物、及還原反應物之一或多者。轉化反應物可包括經熱活化及/或電漿（例如，使用遠端、直接、或間接電漿）活化的物種。舉實例而言，合適的氮化反應物包括N 2、NH 3、N 2H 2、及氰化鹽（諸如鹼金屬氰化物鹽）、及/或由其等形成的活化物種；合適的氧化反應物包括H 2O 、H 2O 2、O 3、O 2、CO 2、NO 2、N 2O 4、及/或由其等形成的活化物種；合適的還原反應物包括H 2、NaAlH 2(OCH 2CH 2OCH 3) 2、LiAlH 4、及/或由其等形成的活化物種。
圖6繪示結構600，其包括轉化材料602。轉化材料602可包括來自可溶層302之金屬以及氮及氧之一或多者。或者，轉化材料實質上可包含金屬。
圖7示意地繪示依據本揭露之實例的反應器系統700。反應器系統700可用以執行如本文所述之方法及/或形成如本文所述之層、或結構、或其一部分。
在所繪示之實例中，反應器系統700包括一或多個反應室702、前驅物注入器系統701、前驅物容器704、稀有氣體容器706、溶劑源707、排氣源710、控制器712、及基座714。反應器系統700亦可包括直接及/或間接電漿設備722及/或遠端電漿設備720。反應器系統700可包含一或多個額外氣體源（例如，轉化反應物）、惰性氣體源、載體氣體源、沖洗氣體源、及/或類似者。
反應室702可包括任何合適的反應室（諸如ALD或CVD反應室）。例如，反應室702可形成PECVD或PEALD反應器系統的部分。
前驅物容器704可包括容器及如本文所述之一或多個可溶層前驅物（單獨或與一或多個載體（例如，惰性或稀有）氣體混合）。容器706可包括例如一或多個稀有氣體。容器707可包括一或多個溶劑（諸如本文所提及者）。雖然繪示為具有三個源容器704、706、及707，反應器系統700可包括任何合適數目的源容器。源容器704、706、及707可經由管線714、716、及717耦合至反應室702，該等管線可各自包括流量控制器、閥、加熱器、及類似者。在一些實施例中，在前驅物容器704中的前驅物、容器706中的氣體、及/或容器707中的溶劑係經加熱。例如，溶劑可加熱至溶劑沸騰溫度之約±十或五度內的溫度。
排氣源710可包括一或多個真空泵。
控制器712包括電子電路系統及軟體，以選擇性地操作閥、歧管、加熱器、泵、及其他包括在反應器系統700中的組件。此類電路系統及組件操作以從其等各別的源引入前驅物、反應物、溶劑、及類似者。控制器712可控制氣體脈衝序列的時序、基材及/或反應室702的溫度、反應室702內的壓力、及各種其他操作，以提供反應器系統700的適當操作。控制器712可包括控制軟體，以電氣或氣動地控制閥以控制前驅物、反應物、及沖洗氣體進出反應室702的流動。控制器712可包括執行一些任務的模組（諸如軟體或硬體組件）。模組可經組態以常駐在控制系統的可定址儲存媒體上，且經組態以執行一或多個製程。根據本揭露之實例，控制器712係經組態以在基材表面上沉積可溶層，並使可溶層暴露至溶劑以形成溶劑合材料。
反應器系統700的其他組態係可行的，包括不同數目及種類的前驅物及反應物源以及其他反應器設計（例如，PVD）。進一步將理解，存在許多閥、導管、前驅物源、及輔助反應物源的配置，其等可用以實現如本文所提出之方法。進一步地，如沉積總成的示意圖，為簡化圖示已省略許多組件，且此類組件可包括例如各種閥、歧管、淨化器、加熱器、容器、出氣孔、及/或旁通管。
在反應器系統700之操作期間，基材（諸如基材724）可從例如基材處置系統傳遞至反應室702。一旦（多個）基材724經傳遞至反應室702，將來自氣體源之一或多個氣體（諸如前驅物、反應物、及類似者）引入反應室702中。或者可開始另一沉積製程。
在一些情況下，控制器712可經組態以使溶劑從溶劑合材料蒸發以形成乾燥材料。在這些情況下，控制器712可經組態以斜升基座718的溫度及/或減小反應室702內的溫度，如本文所述者。
根據額外或替代的實例，控制器712係經組態以使乾燥材料暴露至如上述之氮化反應物、氧化反應物、及還原反應物之一或多者。
上述之本揭露的實例實施例並未限制本發明的範疇，因為這些實施例僅係本發明之實施例的實例，本發明的範疇由隨附申請專利範圍及其等之法律等同物界定。任何等同實施例係意欲屬於本發明之範疇。實際上，除了本文所示及所述者以外，在所屬技術領域中具有通常知識者可從本說明書明白諸如所述元件之替代可用組合。此類修改及實施例亦意欲落在隨附申請專利範圍的範疇內。
100:方法 102:步驟 104:步驟 106:步驟 108:步驟 110:步驟 200:結構 202:基材 204:間隙 206:表面 300:結構 302:可溶層 304:空隙 400:結構 402:溶劑合材料 500:結構 502:乾燥材料 600:結構 602:轉化材料 700:反應器系統 701:前驅物注入器系統 702:反應室 704:前驅物容器 706:稀有氣體容器 707:溶劑源/容器 710:排氣源 712:控制器 714、716、717:管線 718:基座 720:遠端電漿設備 722:間接電漿設備 724:基材
當結合下列說明性圖式考慮時，可藉由參照實施方式及申請專利範圍而得到本揭露之實施例的更完整理解。 圖1繪示根據本揭露之實例之方法。 圖2、3、4、5及6繪示根據本揭露之實例形成之結構。 圖7繪示根據本揭露之實例之反應器系統。 將理解，圖式中的元件係為了簡單與清楚而繪示，且不必然按比例繪製。例如，圖式中之一些元件的尺寸可能相對於其他元件而特別放大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。
100:方法
102:步驟
104:步驟
106:步驟
108:步驟
110:步驟

Claims (20)

  1. 一種在一基材的一表面的一間隙內形成材料之方法，該方法包含下列步驟： 在一反應器的一反應室內提供該基材； 在該基材的該表面上沉積一可溶層；及 使該可溶層暴露至一溶劑，從而在該間隙內形成溶劑合材料。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含從該溶劑合材料移除溶劑以形成乾燥材料之一步驟。
  3. 如請求項2之方法，其中移除溶劑之該步驟包含增加該基材的一溫度。
  4. 如請求項3之方法，其中增加該溫度之該步驟包含以介於約1與約100 °C/min之間的一速率斜升該基材之該溫度。
  5. 如請求項2至4中任一項之方法，其中移除溶劑之該步驟包含減小該反應室內的一壓力。
  6. 如請求項5之方法，其中減小該壓力之該步驟包含以介於約負100與約負10000 Pa/min之間的一速率斜降該反應室內的壓力。
  7. 如請求項2至6中任一項之方法，其進一步包含使該乾燥材料暴露至一轉化反應物以形成轉化材料之一步驟。
  8. 如請求項7之方法，其中該轉化反應物包含氮化反應物、氧化反應物、及還原反應物之一或多者。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該可溶層包含一鹵素。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，其中該可溶層包含一金屬鹵化物。
  11. 如請求項10之方法，其中該金屬係選自一第1族至第12族金屬。
  12. 如請求項10或11之方法，其中該金屬係選自銥、鍶、鈷、鋰、鐠、及鋅之一或多者。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法，其中該可溶層包含IrCl 4、SrI 2、CoBr 2、LiCl、LiBr、PrCl 3、或ZnCl 2。
  14. 如請求項1至13中任一項之方法，其中沉積該可溶層之該步驟包含PECVD、脈衝PECVD、ALD、PEALD、CVD、LPCVD、真空熱蒸鍍、電子束蒸鍍、雷射束蒸鍍、電弧蒸鍍、分子束磊晶、離子電鍍蒸鍍、直流濺鍍（DC濺鍍）、射頻濺鍍（RF濺鍍）、溶膠-凝膠法、化學水浴沉積、噴霧熱分解法、或電鍍。
  15. 如請求項1至14中任一項之方法，其中沉積該可溶層之該步驟包含提供包含可溶層材料之一前驅物至該反應室。
  16. 如請求項1至15中任一項之方法，其中使該可溶層暴露至該溶劑之該步驟包含將該溶劑脈衝至該反應室。
  17. 如請求項1至16中任一項之方法，其中使該可溶層暴露至該溶劑之該步驟係在該反應室內執行。
  18. 如請求項1至17中任一項之方法，其中溶解1質量份的該溶質所需之一溶劑質量份在該基材溫度及該反應室內之一壓力下低於1000。
  19. 如請求項1至18中任一項之方法，其中該溶劑係選自由下列組成之群組：水、H 2O 2、多元醇化合物、烷基醇（例如，C1至C6烷基醇）、羧酸化合物、醚、酮、有機腈、醛、芳族化合物、有機硫化合物、醋酸酯、烴、及有機鹵化合物。
  20. 一種反應器系統，其用於執行如請求項1至19中任一項之方法。
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